高三物理一轮复习—相互作用习题解答

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1、 K12教学同步资源 精彩与您同步高三物理一轮复习相互作用习题解答【综合应用】例1如图191所示，小船在河流中逆水行驶，右岸上一个纤夫用力F1拉小船，F1与河的中心线夹角为.试求：在左岸上的一个小孩至少用多大的力F2拉小船，才能使小船受的合力F的方向沿河的中心线?F2的方向如何?设F2与F1共点.图191解析：方法1：合成法.设小孩的拉力为F2，且F1和F2的合力方向沿河的中心线，如图192甲所示，由几何知识知：AC和F2相等，要讨论F2的大小，只要讨论三角形OAC中AC的大小即可，在F1和大小一定，且OC方向一定的前提下，由图192甲可知，当增大时，AC变短，当90时，AC最短，即F2最小.

2、因此，要使小船所受合力的方向沿河的中心线，且小孩拉力最小，小孩应沿垂直于河岸方向拉船.如图192乙所示，小孩的最小拉力F2为F1sin.图192方法2：分解法.纤夫对船的拉力F1产生两个作用效果：一是使船沿河心前进，二是使船向河岸靠近.因此，F1可分解为沿河中心线方向的分力F1和垂直于河岸方向的分力F1；同理，小孩对船的拉力也可分解为分力F2和F2，如图193所示.要使小船沿河中心线航行，必须使F1与F2大小相等，即F1sinF2sin，F2式中F1与为定值，当90时，sin1最大，F2最小，其最小值为F1sin.图193说明：将力向两个互相垂直的方向分解，是力的分解和合成经常使用的方法之一，

3、这种方法通常叫正交分解法.例2如图194所示，重225 N的物体G由OA和OB两根绳子拉着，绳OB始终保持沿水平方向.已知两根绳子能承受的最大拉力均为150 N，为了保持绳子不被拉断，绳子OA与竖直方向的夹角的最大值应为多少?图194解析：设OC绳的拉力为F1，则F1G225 N，OB绳的拉力为F2，F1、F2的合力F等于OA绳受到的拉力，如图195所示， 显然OA绳承受的拉力最大，只要OA绳不断，OB 绳就不会断.当OA绳的拉力达到最大(150 N)时，绳OA与竖直方向的夹角最大，设为，则cos所以，为使绳不断拉断，最大为30.说明：求解物理的极值问题，要注意分析极值存在的条件.如本题中，根

4、据画出的平行四边形判断出只要OA绳不断，OB就不会断，进一步由cos判断出，当F最大时，cos最小，最大，从而求出角的极值.例3质量为5 kg的木块放在木板上，当木板与水平方向的夹角为37时，木块恰能沿木板匀速下滑.当木板水平放置时，要使木块能沿木板匀速滑动，给木块施加的水平拉力应多大?(sin370.6，cos370.8，g10 N/kg)解析：当木板与水平方向的夹角为37时，木块在木板上受力如图196所示，其中重力按其效果可分解为沿斜面的分力G1和垂直于斜面的分力G2，则图196G1Gsin37mgsin3730 NG2Gcos37mgcos3740 N由二力平衡得支持力和滑动摩擦力分别为

5、G240 N ，G130 N则木块和木板间的动摩擦因数为0.75当木板水平放置时，木块在水平拉力F的作用下沿木板匀速运动时的受力如图197所示.由二力平衡可得支持力和水平拉力F为Gmg50 N F又因为0.7550 N37.5 N。所以，为使木块沿水平木板匀速运动，应施加的水平拉力大小为37.5 N.说明：(1)动摩擦因数与两物体的材料和接触面的粗糙程度有关，与接触面的面积、压力、倾斜情况无关.(2)滑动摩擦力与压力成正比，并非与重力成正比.单元测试一、选择题1下列关于力的说法中正确的是A只有直接接触的物体间才有力的作用 B受力物体必定也是施力物体C只要有一个物体就能产生力的作用 D一个力必定

6、与两个物体相联系解析：力是物体之间的相互作用，一个力必定与两个物体相联系.答案：BD2三个力作用在一个物体，其大小分别为7 N、8 N、9 N，其合力大小可能是A0 B7 N C15 N D25 N解析：这三个力的合力满足：0F合24 N.答案：ABC3一铁块被竖直悬挂的磁性黑板紧紧吸住不动，如图198所示，下列说法错误的是A铁块受到四个力作用，其中有三个力的施力物体均是黑板B铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力互相吸引的磁力和相互推斥的弹力C磁力和弹力是互相平衡的力D磁力大于弹力，黑板才能吸住铁块不动解析：铁块受到重力、竖直向上的摩擦力、黑板水平向右的吸引力和水平向左的弹力，除重力外的三个

7、力均是黑板施加的.四个力中重力和摩擦力是一对平衡力，吸引力和弹力是一对平衡力.答案：D4如图199所示，一个木块放在水平地面上，在水平恒力F作用下，以速度v匀速运动，下列关于摩擦力的说法正确的是图199A木块受到的滑动摩擦力的大小等于FB地面受到的静摩擦力的大小等于FC若木块以2v的速度匀速运动时，木块受到的摩擦力大小等于2FD若用2F的力作用在木块上，木块受到的摩擦力的大小为2F解析：物体所受的滑动摩擦力与物体的运动状态无关，只由Ff滑FN决定.答案：A5两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止于水平地面上，如图1910所示，不计摩擦，当B以加速度a向下运动时，绳的拉

8、力为图1910Amgma Bmg C(Mm)g D(Mm)g解析：以B为研究对象 mgFTma 所以FTmgma.答案：A6关于摩擦力，下列说法中正确的是A只有静止的物体受到的摩擦力才叫静摩擦力 B静摩擦力的大小与压力成正比C物体受到的滑动摩擦力一定与该物体运动方向相反D滑动摩擦力可能是物体运动的动力答案：D7用两根绳子吊起一重物，使重物保持静止，逐渐增大两绳子之间夹角，则两绳子的拉力的合力变化情况是A不变 B减小 C增大 D无法确定解析：两绳上拉力合力的大小恒等于重力的大小.答案：A8一质量为m的物体放在水平面上，在与水平面成角的力F的作用下由静止开始运动，物体与水平面间的动摩擦因数为，如图

9、1913所示，则物体所受摩擦力FAFmg BFmgCFmg D不能确定解析：根据力F所产生的效果，将其分解为水平向右的分力F1和竖直向上的分力F2，则F1Fcos F2Fsin在竖直方向物体还受到重力mg和支持力FN，则FNF2mg，即FNmgF2mgFsin则物体所受的滑动摩擦力为FFN(mgFsin)mg ，选项A正确.答案：A9运动员双手握住竖直杆匀速攀上和匀速滑下，它所受的摩擦力分别为F1和F2，那么AF1向下，F2向上，且F1F2 BF1向下，F2向上，且F1F2CF1向上，F2向上，且F1F2 DF1向上，F2向下，且F1F2解析：运动员沿杆匀速攀上时，杆对运动员的摩擦力F1为静摩

10、擦力，且F1与运动员的重力G是一对平衡力，所以F1方向向上，大小为F1G.运动员沿杆匀速滑下时，杆对运动员的滑动摩擦力F2向上，F2与运动员的重力G是一对平衡力，大小为F2G，所以，F1，F2方向均向上，且大小相等，选项C正确.答案：C10研究两共点力的合力实验中，得出F合随夹角变化的规律如图1914所示，则图1914A两个分力分别为8 N、10 NB两个分力分别为6 N、8 NC2 NF合12 ND2 NF合14 N解析：由图知：当分力F1、F2相互垂直时，其合力大小为10 N，即F12F22102 当分力F1、F2夹角为180 时，其合力大小为2 N，设F1F2，则F1F22 由、解得F1

11、8 N，F26 N合力的取值范围为2 NF14 N选项B、D正确.答案：BD二、填空题11要使重200 N的木块在水平地面上移动，至少需要100 N的水平推力，木块移动后只要用80 N的水平推力，就可使它继续匀速运动，则木块受到地面的最大静摩擦力为 N；木块与地面间的动摩擦因数 ；如果原来用50 N的水平推力推该木块，则木块受到的摩擦力为 N.答案：100 0.4 5012三个方向不同的共面力作用在一个质量为2 kg的物体上，物体处于静止状态，三个力大小分别为F15 N、F28 N、F310 N，那么这三个力的合力为_N，F1和F2这两个力的合力为_N.答案：0 1013两个共点力的合力的最大

12、值为15 N，最小值为5 N，则这两个力的大小分别为_N和_N.如果这两个力的夹角为90，则合力的大小为_N.答案：5 10 514如图1915所示，表面光滑、质量不计的尖劈插在缝AB间，在尖劈背上加一压力F，则尖劈对A侧的压力为_，对B侧的压力为_(已知).图1915解析：将F按作用效果分解，如图示，由三角形知识得：F1F/sin,F2Fcot.答案：F/sin Fcot15已知两个力的合力是10 N，其中一个分力与合力间的夹角是37(sin370.6)，则另一个分力的最小值为 . 解析：如图所示，当F2与F1垂直时，F2最小，且F2Fsin376 N. 答案：6 N16一物重40 N，放在

13、水平地面上用6 N的水平拉力未能拉动它.当水平拉力慢慢增大到9 N时物体开始滑动，滑动后水平拉力改为8 N它便匀速直线前进，则地面与物体间动摩擦因数_.答案：0.217如图1916所示，质量为1 kg的物体，放在倾角为30的斜面上，物体与斜面间的最大静摩擦力为2 N，要使物体在斜面上处于静止状态，沿斜面向上对物体的推力F的范围为_.(g10 N/kg)图1916解析：若静摩擦力沿斜面向上，最大值为最大静摩擦力，此时F、Fmax、重力G沿斜面向下分力，三个力合力为零，则FFmaxGsin，所以，F3 N.若静摩擦力沿斜面向下，同理可推出F7 N.所以，3 NF7 N.答案：3 NF7 N三、计算

14、题18如图1911所示，用轻绳AC和BC悬挂一重物，绳与水平天花板夹角分别为60和30，若物体重100 N，求：绳AC和BC所受拉力的大小.图1911解析：重物对结点C的拉力F大小等于物体重力G，根据F的实际作用效果，可分解为F1、F2，如图所示.由几何关系知：F1Gsin3050 N，F2Gcos3086.6 N.答案：50 N 86.6 N19如图1912所示，一个不计重力的小滑轮，用一段轻绳OA悬挂在天花板上的O点，另有一段轻绳跨过该定滑轮，一端连结一个重为20 N的物体，在轻绳的另一端施加一水平拉力F，使物体处于静止状态时，求：图1912(1)轻绳OA对滑轮的拉力为多大?(2)轻绳OA

15、与竖直方向的夹角为多大? 解析：滑轮受力如图所示.FG，F与G的合力与绳子的拉力F是一对平衡力，由几何关系知：FG28.3 N，45.答案：(1)28.3 N (2)4520质量为20 kg的物体，放在倾角为30的斜面上恰能匀速下滑， 若要使物体沿斜面匀速向上运动，需对物体施加多大的沿斜面向上的力?(取g10 N/kg)解析：物体的重力G分解为垂直于斜面的分力F1和平行于斜面的分力F2，则F1Gcos30 F2Gsin30物体沿斜面匀速下滑时，物体所受的支持力和滑动摩擦力分别为FN和F，由二力平衡条件得FNGcos30 FGsin30用平行于斜面的拉力F使物体沿斜面匀速上滑时，物体所受的支持力

16、没变，滑动摩擦力大小也没变化，但方向沿斜面向下，所以，拉力大小为FFF22Gsin30G200 N答案：200 N21在倾角为的斜面上有一块竖直挡板，在挡板和斜面间有一重为G的光滑圆球，如图1917所示，试求这个球对挡板和斜面的压力.图1917解析：球所受的重力产生两个效果：使球压紧斜面和使球压紧竖直挡板，所以，可以把球所受的重力分解为使球压紧竖直挡板的水平分力F1和垂直于斜面的使球压紧斜面的力F2，画出平行四边形如图所示，则F1Gtan，F2由此可知，球对挡板的压力大小为Gtan，球对斜面的压力大小为.答案：Gtan22如图1918所示，两根相同的橡皮绳OA、OB，开始夹角为0，在O点处打结

17、吊一重50 N的物体后，结点O刚好位于圆心.今将A、B分别沿圆周向两边移至A、B，使AOABOB60.欲使结点仍在圆心处，则此时结点处应挂多重的物体?解析：设OA、OB并排吊起重物时，橡皮条产生的弹力均为F，则它们产生的合力为2F，与G1平衡，所以F N25 N. 当，夹角为120时，橡皮条伸长不变，故F仍为25 N.它们互成120角，合力的大小即为F25 N.应挂25 N的重物即可.答案：25 N23如图1919所示，物体A、B的质量均为，物体与接触面间的动摩擦因数均为，物体B所接触的面是竖直的，滑轮的摩擦不计，欲使物体A在水平面上做匀速直线运动，则水平施于物体A的力F应为多大?图1919解析：当A沿水平面匀速运动时，B将沿竖直方向匀速运动，B虽与竖直面接触，但由于在该接触面上没有弹力，故B不受摩擦力，B只受到绳的拉力FB和重力mg，由二力平衡知FBmg.A受五个力的作用，当它水平向左匀速运动时，受力如图甲所示，其中摩擦力大小为：FFNmg水平拉力大小为F1FFBmgmgmg(1)当A向右匀速运动时，其受力如图乙所示，则水平拉力大小为F2FBFmgmgmg(1).答案：A向左运动时，F1mg(1) A向右运动时，F2mg(1)人教版新课标高三物理 资源版主：赵海波Email:zhaohaib